دفاعیه کارشناسی ارشد (محیط زیست) مطالعه اثراصلاح حامل‌های بیوفیلم با نانو ذرات پلی دوپامین در راکتور MBBR جهت تصفیه فاضلاب
| تاریخ ارسال: 1402/11/29 |
دانشجو: آقای فرزان فهیمی پور
استاد راهنما: دکتر محمد دلنواز
زمان: دوشنبه ۳۰ بهمن ماه ۱۴۰۲ ساعت: ۱۳:۰۰
مکان: دانشکده فنی و مهندسی کلاس ۲۰۳
استاد راهنما: دکتر محمد دلنواز
زمان: دوشنبه ۳۰ بهمن ماه ۱۴۰۲ ساعت: ۱۳:۰۰
مکان: دانشکده فنی و مهندسی کلاس ۲۰۳
چکیده:
یکی از مهم ترین مسائل صنایع کشور ایران ، فاضلاب تولیدی آنها است به نحوی که تخلیه آنها بدون در نظر گرفتن شرایط استاندارد زیست محیطی اثرات مخربی را بر پیکره محیط وارد می‌نماید. استفاده از سیستم‌های جدید برای تصفیه پساب با راندمان مناسب و هزینه بهره برداری پایین راهکار مناسبی جهت بهبود شرایط استاندارد زیست محیطی کشور می باشد. راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) یکی از سیستم‌های نوینی است که در تصفیه فاضلاب‌های شهری و انواعی از فاضلاب‌های صنعتی، قابلیت خوبی نشان داده است. .در سیستم راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR)، آکنه ها یا همان حامل های بیوفیلم، بستری مناسب برای چسپندگی و رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها را در طول تصفیه فاضلاب فراهم میکنند و با بهبود شرایط تشکیل بایوفیلم تا حد مطلوبی ، راندمان بالاتر تجزیه و حذف مواد آلی پساب به دست خواهد آمد. به عبارت دیگرتشکیل بیوفیلم به عنوان تابعی از عوامل زیستی و غیر زیستی شناخته می شود که درنتیجه برهم کنش میکروارگانیسم ها و آکنه های متحرک به وجود می آید..بنابراین خواص فیزیکی/ شیمیایی سطح حامل (هیدروفیلی و الکترونگاتیویته ،...)، زبری سطح، ساختار تخلخل ها، مساحت ویژه، و جنس مواد حامل ها نقش تعیین کننده ای در تشکیل بیوفیلم و میزان کارایی سیستم تصفیه دارند. تا به امروز حامل هایی با جنس های مختلف به عنوان بستر چسپندگی میکروبی ارائه شده اند که از این میان بیشترین حامل های تجاری مورد استفاده از پلیمر ساخته می شوند که این عمدتا به دلیل چگالی کم و مقاومت مکانیکی بالا آنها میباشد. اما حامل های پلیمری اشکالات متعددی را در ارتباط با برهم کنش سطحی با میکروارگانیسم ها از خود نشان می دهند. بنابراین، تلاش های زیادی به منظور ساخت و توسعه حامل های بیوفیلم نوین پلیمری با سطح بهبود یافته با افزایش آبدوستی و افزایش زبری سطح صورت گرفته است؛در سال های اخیراستفاده از ماده پلی دوپامین (PDA) که یک ماده سازگار با محیط زیست است، با الهام از ساختار شیمیایی ترشحات چسب دفع شده از صدف های دریایی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این تحقیق با هدف بهبود شرایط تشکیل و فعالیت بایو فیلم ها روی حامل های بستر متحرک از پوشش دهی سطح با پلی دوپامین استفاده شد. ابتدا شرایط تشکیل پلی دوپامین بر روی فیلم های پلیمری Kaldness و تاثیر آن بر روی که میزان آب دوستی و زبری این فیلم ها بررسی شد. سپس میزان رشد باکتری Acinetobacter calcoaceticus به عنوان یکی از گونه های درگیر در تشکیل بایوفیلم در تصفیه پسماند روی سطوح اصلاح شده در مقایسه با سطوح تغییر نیافته به عنوان گروه کنترل نشان داده شد. در مرحله آخر آکنه های k۳ بهبود سطح یافته با آکنه های اصلاح نشده در روند راه‌اندازی راکتورهای MBBR و میزان حذف محلول کرومیوم با غلظت ۵۰ mg/L با هم مقایسه گردید. نتایج حاصله نشان داد که ذرات پلی دوپامین در غلطت ۲mg/ml و محلول آب و الکل به خوبی بر روی فیلم های پلیمری Kaldness تشکیل شد و پوشش دهی با محلول پلی دو پامین میزان آب دوستی و زبری سطوح فیلم های پلیمری Kaldness را افزایش داد. آزمایش بررسی چسپندگی و رشد Acinetobacter calcoaceticus نشان داد که باکتری های بیشتری بر روی سطح بهبود یافته در طول ۲۱ تشکیل و رشد داده میشود . در روند راه‌اندازی راکتورهای MBBR نیز میزان بایو فیلم های تشکیل شده در ۴۵ روز آکنه های اصلاح شده بیشتر بود. همچنین میزان کارایی سیستم در حذف محلول کرمیوم با غلظت ۵۰ mg/l نشان از عملکرد بهتر آکنه های k۳ در گروه بهبود سطح یافته داشت. به طور کلی نتایج نشان داد که پوشش دهی با پلی دوپامین میتواند به عنوان یک روش کاربردی موفق در بهبود کارایی آکنه های Kaldness مورد استفاده قرار گیرد.
یکی از مهم ترین مسائل صنایع کشور ایران ، فاضلاب تولیدی آنها است به نحوی که تخلیه آنها بدون در نظر گرفتن شرایط استاندارد زیست محیطی اثرات مخربی را بر پیکره محیط وارد می‌نماید. استفاده از سیستم‌های جدید برای تصفیه پساب با راندمان مناسب و هزینه بهره برداری پایین راهکار مناسبی جهت بهبود شرایط استاندارد زیست محیطی کشور می باشد. راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) یکی از سیستم‌های نوینی است که در تصفیه فاضلاب‌های شهری و انواعی از فاضلاب‌های صنعتی، قابلیت خوبی نشان داده است. .در سیستم راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR)، آکنه ها یا همان حامل های بیوفیلم، بستری مناسب برای چسپندگی و رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها را در طول تصفیه فاضلاب فراهم میکنند و با بهبود شرایط تشکیل بایوفیلم تا حد مطلوبی ، راندمان بالاتر تجزیه و حذف مواد آلی پساب به دست خواهد آمد. به عبارت دیگرتشکیل بیوفیلم به عنوان تابعی از عوامل زیستی و غیر زیستی شناخته می شود که درنتیجه برهم کنش میکروارگانیسم ها و آکنه های متحرک به وجود می آید..بنابراین خواص فیزیکی/ شیمیایی سطح حامل (هیدروفیلی و الکترونگاتیویته ،...)، زبری سطح، ساختار تخلخل ها، مساحت ویژه، و جنس مواد حامل ها نقش تعیین کننده ای در تشکیل بیوفیلم و میزان کارایی سیستم تصفیه دارند. تا به امروز حامل هایی با جنس های مختلف به عنوان بستر چسپندگی میکروبی ارائه شده اند که از این میان بیشترین حامل های تجاری مورد استفاده از پلیمر ساخته می شوند که این عمدتا به دلیل چگالی کم و مقاومت مکانیکی بالا آنها میباشد. اما حامل های پلیمری اشکالات متعددی را در ارتباط با برهم کنش سطحی با میکروارگانیسم ها از خود نشان می دهند. بنابراین، تلاش های زیادی به منظور ساخت و توسعه حامل های بیوفیلم نوین پلیمری با سطح بهبود یافته با افزایش آبدوستی و افزایش زبری سطح صورت گرفته است؛در سال های اخیراستفاده از ماده پلی دوپامین (PDA) که یک ماده سازگار با محیط زیست است، با الهام از ساختار شیمیایی ترشحات چسب دفع شده از صدف های دریایی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این تحقیق با هدف بهبود شرایط تشکیل و فعالیت بایو فیلم ها روی حامل های بستر متحرک از پوشش دهی سطح با پلی دوپامین استفاده شد. ابتدا شرایط تشکیل پلی دوپامین بر روی فیلم های پلیمری Kaldness و تاثیر آن بر روی که میزان آب دوستی و زبری این فیلم ها بررسی شد. سپس میزان رشد باکتری Acinetobacter calcoaceticus به عنوان یکی از گونه های درگیر در تشکیل بایوفیلم در تصفیه پسماند روی سطوح اصلاح شده در مقایسه با سطوح تغییر نیافته به عنوان گروه کنترل نشان داده شد. در مرحله آخر آکنه های k۳ بهبود سطح یافته با آکنه های اصلاح نشده در روند راه‌اندازی راکتورهای MBBR و میزان حذف محلول کرومیوم با غلظت ۵۰ mg/L با هم مقایسه گردید. نتایج حاصله نشان داد که ذرات پلی دوپامین در غلطت ۲mg/ml و محلول آب و الکل به خوبی بر روی فیلم های پلیمری Kaldness تشکیل شد و پوشش دهی با محلول پلی دو پامین میزان آب دوستی و زبری سطوح فیلم های پلیمری Kaldness را افزایش داد. آزمایش بررسی چسپندگی و رشد Acinetobacter calcoaceticus نشان داد که باکتری های بیشتری بر روی سطح بهبود یافته در طول ۲۱ تشکیل و رشد داده میشود . در روند راه‌اندازی راکتورهای MBBR نیز میزان بایو فیلم های تشکیل شده در ۴۵ روز آکنه های اصلاح شده بیشتر بود. همچنین میزان کارایی سیستم در حذف محلول کرمیوم با غلظت ۵۰ mg/l نشان از عملکرد بهتر آکنه های k۳ در گروه بهبود سطح یافته داشت. به طور کلی نتایج نشان داد که پوشش دهی با پلی دوپامین میتواند به عنوان یک روش کاربردی موفق در بهبود کارایی آکنه های Kaldness مورد استفاده قرار گیرد.
مطالب مشابه
دفعات مشاهده: 906 بار |
دفعات چاپ: 94 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر